【冲刺】2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光 学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论： 自动控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案

考研专业课模拟试题 模拟试题简介 试题名称： 【冲刺】2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动 控制原理》考研冲刺模拟五套题及参考答案 试题题型： 填空题+选择题+分析计算题+简答题 参考书目： 《自动控制原理》国防工业出版社，胡寿松 适用院系： （000）不区分院系所

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考研专业课模拟试题 目录 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（一） ..................................................................................................4 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（二） ................................................................................................16 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（三） ................................................................................................26 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（四） ................................................................................................35 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（五） ................................................................................................42

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考研专业课模拟试题 2027 年考研专业课模拟试题-冲刺阶段使用 2027 年中国兵器科学研究院(西安应用光学研究所)080300 光学工程《802 自动控制理论：自动控制原 理》考研冲刺模拟五套题及参考答案（一） 一、填空题 1． 被控系统__，则全维状态观测器满足其存在条件。 【答案】完全能观 二、选择题 2． 若要求在不降低原系统频带宽的前提下，增大系统的稳定裕量，则可采用__。 A.相位滞后校正掌ы心┤博阅电子书 B.相位超前校正 C.顺馈校正 D.提高增益 【答案】B 三、分析计算题 3． 设某反馈控制系统中前向通道的传递函数为 ，主反馈通道传递函数为 H(s)=1，a

为大于 0 的常数,系统闭环根轨迹具有重极点-4。 (1)概略绘制闭环系统根轨迹 ，试分析闭环系统稳定性； (2)若改变主反馈通道传递函数为 H(S)=1+2s，用根轨迹法分析 H(s)改变后系统的闭环稳定性，并研 究 H(s)的改变所产生的效应。 【答案】 (1) 的 根 轨 迹 以 -4 为 分 离 点 ， 所 以 ;实轴根轨迹为 实 轴 交 点 ； 夹 角 ， 令 ； 所 以 ;渐近线与

； 与 虚 轴 的 交 点 为

得到

。画根轨迹如下图 1：

图1 从而系统不稳定。 第 4 页 共 51 页

考研专业课模拟试题 (2) 所以 m=1, 近 线 交 点 ；n=4, ;实轴根轨迹为 ； 与 虚 ， 轴 交 点 ;渐 为

;画根轨迹如下图 2：

图2 当 时，系统稳定;当 ，系统不稳定。 由前面两种根轨迹稳定性分析可以知道，单位反馈时，系统不稳定，而测速反馈加入后，增加了系统 开环零点,使得系统在一定条件下稳定，提高了稳定性。 4． 已知线性控制系统结构图如下图所示，其中 G(s)是控制对象的传递函数， R(s)为给定输入， N(s)为扰动输入， C(s)为系统输出。 递函数， 当 时，选择 使 。 和 为控制器的传 ， ，

图 【答案】 时，扰动 N 作用输出

显然

，即 H(s)含积分因子。取

。

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考研专业课模拟试题 5 ． 一有源串联迟后校正装置的对数幅频特性如下图 1 所示，其电路如下图 2 所示。已知 的电阻值。掌ф心博阅║рс电子书 ，求

图1

图2 【答案】由图 1 可知，系统的传递函数为

于是，得到 (1) 图 2 中反馈阻抗

图 2 中对应的传递函数

(2) 比较式(1)、式(2)可得

将

代入，可解得

6． 设单位负反馈系统的开环传递函数为 (1)绘制 a 从 的闭环系统根轨迹；

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考研专业课模拟试题 根轨迹在实轴上的分布为 计算根轨迹的分离点，由 ； ，可以解得 ，由点在根轨迹上的

条件代入可以得到此时 。 计算根轨迹与虚轴的交点，由题意，系统的特征方程为 令 代入可以得到 ，即

可以得到：

，综合上面的计算可以画出系统的根轨迹如下图所示。

图 8． 简述分离定理，并加以简单证明 【答案】分离定理为若系统可控可观，用状态观测器实现状态反馈时，其系统的极点配置和观测器的 设计可分别独立进行，下面给出简单证明。 加状态观测器后系统的动态方程为

设状态估计误差为

，其中 x 为原系统的状态变量， 为观测器的状态变量，则有 ，取线性变换阵为 ，线性变换后

由于线性变换不改变系统的特征根，故有 ，此式表明 由观测器构成的状态反馈的闭环系统的极点，由直接状态反馈的极点和状态观测器的极点组成，只要 原系统完全能观能控，状态反馈阵与观测器可以独立进行设计。 9． 设正反馈系统的开环传递函数为 试绘制 从 0→+ 的闭环根轨迹图，并由此确定使系统稳定的 ，为 根轨迹 ，开环零点数 ， ； ， 倾角为 ;实轴上的 范围。(要求出分离点的坐标)

【答案】由题意系统的根轨迹方程为 系统的开环极点数为 ，

根轨迹渐近线与实轴的交点为

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考研专业课模拟试题 (2)当 时，求系统的稳态误差。

图 【 答 案 】 (1)n(t)=0 时 , 闭 环 传 递 函 数 ，解出 。由 ，求出 K=57.9。又 ，由 ，T=0.12。 。 －2.02,故而系 。 掌д心博阅电〼子书 ，解出 。由

(2)当 r(t)=t 时，开环传递函数 当 n(t)=1(t)时， 统的稳态误差为

5． 某单位负反馈系统的开环传递函数为 (1)写出根轨迹的渐近线； (2)计算根轨迹的出射角； (3)计算根轨迹与虚轴相交时的根轨迹增益； (4)绘制 时的根轨迹。 【答案】(1)由题意，系统有 个开环极点，即 其渐进线与实轴的交点为 (2)对于极点 ，其出射角为 ，倾角为

；

，系统没有开环零点，m=0 于是 ， ，其有三条渐近线。

对于极点 ，其出射角为 (3)由题意，系统的闭环传递函数为

系统的特征方程为 当根轨迹与虚轴相交时，令 代入可以得到： ，可以得到 ，故根 轨迹增益为 K=10。 (4)由题意，根轨迹在实轴上的分布为 ，综合上面的计算可以画出系统的根轨迹如图所示。 6． 已知釆样系统结构如下图所示，试确定增益 K 的取值范围，使在单位斜坡输入信号作用下，系统的 (即求 K 与采样周期 T 及指定误差界 的关系)。 稳态误差

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